現(xiàn)在汽車(chē)軟件圈子越來(lái)越流行‘SOA’這個(gè)概念，交流的時(shí)候不提SOA這個(gè)詞，就會(huì)顯得很不專(zhuān)業(yè)，是這個(gè)概念很新嗎？倒也不是，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)早已玩爛了這個(gè)概念，現(xiàn)在已經(jīng)是micro-service甚至是serverless概念才是趨勢(shì)。那么，SOA到底是什么，為什么汽車(chē)軟件SOA才剛剛流行起來(lái)，去實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)架構(gòu)，到底有多難呢？

目前主流的汽車(chē)軟件架構(gòu)



現(xiàn)在你能在路上看到的所有車(chē)，幾乎都是這樣的架構(gòu)（域架構(gòu)），根據(jù)不同的功能進(jìn)行劃分，各個(gè)具備各自功能的ECU相連，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，如果需要鏈接互聯(lián)網(wǎng)，還可以由T-Box連接移動(dòng)數(shù)據(jù)（4G&5G）。

如果后期希望加什么功能，可以繼續(xù)加ECU，只要能通過(guò)CAN/LIN/Ethernet連接就行。

這個(gè)時(shí)候你可能會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)，如果這么干的話，豈不是ECU越來(lái)越多？

你的想法很對(duì)，其實(shí)現(xiàn)在的車(chē)輛有十幾個(gè)，幾十個(gè)，高級(jí)車(chē)甚至上百個(gè)ECU的情況都是有的，畢竟每個(gè)功能塊都有各自的任務(wù)需求，同時(shí)大部分汽車(chē)ECU的性能其實(shí)并不高，幾M的Flash，幾百K的Ram，其實(shí)都不算小了，考慮到成本與功能安全，ECU的性能夠用就行，所以ECU的數(shù)量只能越來(lái)越多。另外一個(gè)副作用就是，由于汽車(chē)ECU的數(shù)量變多，他們相互連接所用到的線束也越來(lái)越長(zhǎng)，這也就意味著，汽車(chē)的負(fù)重更多了。（手動(dòng)狗頭，更耗油了）

對(duì)于制造來(lái)說(shuō)，各個(gè)OEM可以把不同的ECU交給不同的Tier1去完成，自己再去完成一個(gè)整車(chē)級(jí)別的集成，測(cè)試與驗(yàn)收。這樣的分工模式也良好運(yùn)行至今，你好我好大家好。

未來(lái)的潮流

現(xiàn)在的人們對(duì)于汽車(chē)擁有的功能，有了越來(lái)越多的期待，甚至座艙娛樂(lè)的體驗(yàn)也會(huì)在很多購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)的年輕人當(dāng)中占據(jù)非常重要的地位，而這些體驗(yàn)都是需要非常之多的應(yīng)用，并保持常態(tài)化更新來(lái)完成的。以往的汽車(chē)雖然已經(jīng)具備互聯(lián)網(wǎng)更新的能力，但是每次更新還需要完整重新刷一遍軟件，也做不到動(dòng)態(tài)部署，所以有人在思考能不能把Linux這樣的操作系統(tǒng)引入進(jìn)來(lái)，運(yùn)行在更高性能的例如A53, A57這樣的核心上，去代替過(guò)往好多個(gè)ecu才能具備的完整功能，并且以Linux作為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)App的動(dòng)態(tài)更新與部署呢？

而由于引入高性能計(jì)算芯片之后，能處理的功能非常多，還能夠做傳統(tǒng)域的域融合，減少ECU的數(shù)量。



再往后，就是車(chē)內(nèi)可以只擁有一個(gè)中心計(jì)算單元，連接幾個(gè)區(qū)域控制器，區(qū)域控制器連接執(zhí)行機(jī)，整個(gè)電子電氣架構(gòu)比當(dāng)前的要優(yōu)化許多。

同時(shí)，不用于以往的軟硬件結(jié)合（即使用了autosar），當(dāng)OEM基于POSIX系統(tǒng)完成了汽車(chē)OS，就能實(shí)現(xiàn)真正的軟硬分離，汽車(chē)廠商（+Tier1）做操作系統(tǒng)，App開(kāi)發(fā)人員專(zhuān)注應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

汽車(chē)SOA架構(gòu)以及技術(shù)要點(diǎn)

SOA的核心是服務(wù)，一切皆服務(wù)。比如開(kāi)發(fā)知乎這個(gè)平臺(tái)，既有PC網(wǎng)頁(yè)版，也有Android或者IOS版，想必你也知道，獲取熱榜列表，你肯定不會(huì)為這三個(gè)平臺(tái)分別寫(xiě)三種Api，最終的解決方案肯定是以服務(wù)的形式，用同樣一個(gè)接口為三個(gè)平臺(tái)提供同樣的內(nèi)容，至于以什么樣的UI展示，才是各自平臺(tái)要考慮的事情。



S2S：SOA服務(wù)都是基于以太網(wǎng)的，但是為了和其他使用CAN、LIN總線的MCU通信，仍舊需要收發(fā)很多基于信號(hào)的消息，如何做到信號(hào)轉(zhuǎn)服務(wù)、服務(wù)轉(zhuǎn)信號(hào)，必須要考慮，實(shí)現(xiàn)上不是問(wèn)題，重點(diǎn)在于如何降低對(duì)芯片資源的消耗。

核間通信：最早的HPC架構(gòu)，由于芯片沒(méi)有提供專(zhuān)門(mén)為核間通信的硬件通道或者驅(qū)動(dòng)，需要自己分別在MCU端和MPU端寫(xiě)虛擬以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)，利用共享內(nèi)存來(lái)實(shí)現(xiàn)。不過(guò)現(xiàn)在新出的芯片基本都自帶解決方案，會(huì)方便很多。

Hypervisor：假如做域融合，很有可能要考慮部署多個(gè)VM跑各自的OS，hypervisor的運(yùn)行效率？占用多少資源？VM間通信效率？

OS: 容易嗎？說(shuō)起來(lái)也容易，不就是Linux部署到MPU上嗎？車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)做了多少年了，但是問(wèn)題是現(xiàn)在要在車(chē)身控制，自動(dòng)駕駛等等都要用Linux，更多的是需要考慮穩(wěn)定性，安全性，如果不是做汽車(chē)軟件出身，在這一塊兒不一定很容易上手。復(fù)雜的不說(shuō)，就處理Misra C++就夠讓人吐了。。。（此處有怨言哈哈哈）

AP：相對(duì)于CP，Autosar組織還建立了AP的標(biāo)準(zhǔn)，但是Linux上的解決方案可以有太多種，也有很多廠商對(duì)AP持保留態(tài)度，比如會(huì)不會(huì)搞得太復(fù)雜了，或者是不是又會(huì)陷入跟著歐洲節(jié)奏的玩法（畢竟CP就是這樣），況且現(xiàn)在AP的規(guī)范并不是很成熟。就我個(gè)人觀點(diǎn)而言，我認(rèn)為AP的規(guī)范仍然是在趟過(guò)了很多坑后總結(jié)出來(lái)的，即使不跟隨AP規(guī)范，實(shí)際上那些功能仍舊需要自己開(kāi)發(fā)出來(lái)，或者很多第三方中間件供應(yīng)商也是借鑒AP規(guī)范開(kāi)發(fā)的中間件，因此AP仍然是很有意義的。

SOA層：其實(shí)，對(duì)于OS或者AP這類(lèi)更偏向于平臺(tái)化的東西，SOA層才是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，你需要在這一層考慮各種系統(tǒng)級(jí)的管理功能，例如電源管理，時(shí)間管理，狀態(tài)管理，日志管理等等，你還需要考慮如何封裝汽車(chē)功能并提供權(quán)限訪問(wèn)的限制，給到上層App使用，當(dāng)然你也要考慮如何更新App，如何更新自身固件等等。太多了，這也是為什么SOA喊了這么久，實(shí)際上現(xiàn)如今也沒(méi)有誰(shuí)能說(shuō)自己的架構(gòu)是符合構(gòu)思的。（號(hào)稱的有，但是，沒(méi)病走兩步？）不過(guò)就我交流過(guò)的客戶來(lái)說(shuō)，我認(rèn)為國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)步非?？?，而且很有想法，我相信今年年底就會(huì)陸續(xù)發(fā)布各自的SOA平臺(tái)。

會(huì)遇到哪些挑戰(zhàn)

汽車(chē)OS會(huì)遇到哪些挑戰(zhàn)？到底有多少坑？拋開(kāi)特斯拉不說(shuō)，目前剛剛上市的大眾ID.4(歐洲為ID.3)，就是運(yùn)用了這樣的架構(gòu)，整個(gè)項(xiàng)目就花了三四年，在上市之前還爆出系統(tǒng)升級(jí)的問(wèn)題，可見(jiàn)這樣的系統(tǒng)對(duì)于汽車(chē)廠商是多么大的挑戰(zhàn)。

•  復(fù)雜度：目前大多數(shù)考慮的是S32G或者TDA4這樣的異構(gòu)SoC，如何將CP和Linux部署上去，如何保證核間通信，信號(hào)轉(zhuǎn)服務(wù)，多VM管理，動(dòng)態(tài)部署及更新等等，復(fù)雜度方面比過(guò)去單純?cè)贛CU上部署CP要復(fù)雜太多

•  時(shí)間性：汽車(chē)科技感越來(lái)越足，如果無(wú)法在新的HPC架構(gòu)實(shí)現(xiàn)SOA，很有可能就會(huì)被市場(chǎng)淘汰，如何更快地實(shí)現(xiàn)SOA并且投入使用，對(duì)于后續(xù)的市場(chǎng)占有率還是有相當(dāng)大的聯(lián)系的

•  功能安全：汽車(chē)安全非常重要，和在服務(wù)器上玩SOA不同，汽車(chē)如果無(wú)法保證功能安全，則是要人命的事情，用開(kāi)源Linux如何保證功能安全？即使用了滿足功能安全條件的其他商用Linux，你又如何保證系統(tǒng)級(jí)的功能安全呢？

•  網(wǎng)絡(luò)安全：未來(lái)的汽車(chē)計(jì)算單元必然會(huì)連接互聯(lián)網(wǎng)，如何做到主動(dòng)監(jiān)測(cè)或者被動(dòng)處理呢？或者，即使黑客不會(huì)謀財(cái)害命故意發(fā)出非法加速命令，但是偷取你的駕駛數(shù)據(jù)或者秘密使用車(chē)載攝像頭呢？

•  差異性：架構(gòu)都差不多，系統(tǒng)做出來(lái)如何能做到生態(tài)的差異性，以保證和其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有差異性呢？

•  長(zhǎng)期支持：SOA是需要做到持續(xù)更新的，而一個(gè)車(chē)型的生命周期可能是十幾年，一套汽車(chē)軟件涉及太多組件和供應(yīng)商，如何保證這樣的長(zhǎng)期支持呢？

國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀（軟件平臺(tái)、基礎(chǔ)軟件）

CP不說(shuō)了，份額基本就是Vector和EB瓜分了，ETAS也有一部分，然后國(guó)內(nèi)也有使用本地方案，例如東軟，華為之類(lèi)的。



AP方面，都還在起步階段，EB做的最早，也已經(jīng)和大眾合作將SOA平臺(tái)應(yīng)用在了ID.3(4)上，但是Vector在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)做的很好，不過(guò)像Linux方面還有很多其他商用Linux供應(yīng)商，競(jìng)爭(zhēng)還是很激烈的，中間件更是，各種各樣的供應(yīng)商，都號(hào)稱能實(shí)現(xiàn)SOA。而和國(guó)外OEM不同，國(guó)內(nèi)OEM還無(wú)法像大眾或者寶馬能夠做到完全自主定義自己的HPC平臺(tái)，所以還需要和各個(gè)供應(yīng)商配合來(lái)定義。